Instrumentación para dispositivo medidor de corriente

Introducción.

Actualmente la instrumentación sufre constantes cambios y se ha convertido en una herramienta indispensable para ingenieros, científicos y técnicos que requieren de sistemas electrónicos de medida y estimulación de gran exactitud. Existen dos vertientes de desarrollo que han impulsado enormemente a los sistemas de instrumentación, el continuo avance en la microelectrónica, la evolución de los paquetes informáticos y el desarrollo de nuevas tecnologías en el diseño de sistemas de medida y estimulación para el control de procesos, verificación de productos, optimización de servicios, análisis de calidad, etc., han permitido el desarrollo de poderosos sistemas automatizados de medida; por otro lado, es cada vez mas común el uso de computadoras personales como el principal recurso en las diversas áreas de aplicación, además los nuevos conceptos como sistemas con arquitectura de instrumentación virtual e instrumentos virtuales intercambiables han logrado estándares el las bibliotecas software para el soporte de programación y control de instrumentos electrónicos programables.

Es de suma importancia el desarrollo de instrumentos de medición que ofrezcan la posibilidad de una interfaz apropiada para mejorar el manejo o manipulación de la o las variables físicas que sean medidas, principalmente para realizar mejora sistemas de control y monitoreo. Las señales más comunes obtenidas por medio de un transductor son de voltaje o corriente, ya que facilitan en gran medida el cálculo de otras variables de importancia como pueden ser la potencia eléctrica. En este proyecto se llevara a cabo el análisis, diseño, simulación, verificación y realización de un instrumento de medición de corriente en líneas de transmisión de alta potencia, con el fin de aportar un panorama de aplicación de un sistema de instrumentación mecatrónico para una necesidad industrial actual.

Durante el desarrollo del instrumento de medición se pretende utilizar las herramientas aprendidas a lo largo de la carrera de ingeniería Mecatrónica, en especifico para el mismo: análisis de circuitos eléctricos y electrónicos, uso de herramientas de software como, Multisim y Labview principalmente, diseño e implementación de circuitos impresos, obtención y manipulación de señales analógicas(procesamiento analógico de señales), acondicionamiento de señales, tratamiento digital de señales, interpretación de información obtenida de las señales y despliegue de información requerida por el usuario, entre otras.

Con este proyecto se desea aplicar el conocimiento alcanzado a este nivel y así ofrecer una alternativa de aplicación de la carrera de ingeniería Mecatrónica, principalmente para observar los alcances y la versatilidad en las aplicaciones que se pueden lograr y así constituir una base mas solida para lograr que generaciones posteriores a la nuestra obtengan, a partir de nuestro conocimiento, mejores aplicaciones a problemas que se presenten posteriormente.

Proceso de un sistema de instrumentación, evolución y ventajas.

La instrumentación trata los sistemas integrados cuya principal finalidad es la de medir magnitudes físicas de un sistema externo, elaborar la información asociada a ellas y presentarla al usuario. En un sistema de instrumentación se presentan varias etapas de desarrollo para completar su finalidad, dichas etapas se encargan de acoplar la señal que se genero para poder medirla de una forma adecuada a la interpretación que se desea lograr.

Primeramente se obtiene la señal que proviene del sistema físico que se desea analizar, ya sea para controlar, compensar, verificar, etc. La señal correspondiente pasa a la etapa de transducción, donde la señal es convertida de una magnitud física a una señal eléctrica. A diferencia del censor, el transductor es el que lleva a cabo la conversión energética entre la magnitud de entrada y de salida, el censor solo otorga la señal que detecto y la conversión energética se realiza con un sistema auxiliar. A estos sistemas se les nombra de adquisición de datos (DAQ) y son utilizados para medir y registrar señales obtenidas a partir de mediciones de cantidades eléctricas y señales originadas a partir de instrumentos convertidores.

Al obtener una señal eléctrica la siguiente etapa es el acondicionamiento de la señal, las señales deben ser acondicionadas cuando el tipo de señal otorgada no sea una tensión, en este caso se utiliza un convertidor adecuado para cada tipo de señal. Otra razón para el acondicionamiento de la señal es incrementar la relación señal ruido hasta niveles adecuados, implicando amplificación y filtrado, con esto se eliminan niveles de ruido aleatorio y por interferencia eléctrica.